宫颈癌容积旋转调强计划中射野等中心位置的剂量学影响

郝金龙，曾 静，曲芃芃

容积旋转调强放射治疗（volumetric modulated arc therapy，VMAT）技术由于其精确的剂量分布、相对较短的治疗时间和较少的机器跳数 （monitor unit，MU）而广泛地应用于宫颈癌的放射治疗（简称放疗）中[1～4]。临床中部分宫颈癌患者的放疗需要包含腹主动脉旁淋巴引流区[5，6]。此类患者靶区的头足方向长度较大，且危及器官除小肠、直肠、膀胱等外，还需额外考虑十二指肠、两侧肾脏等，计划优化难度较大。笔者通过改变射野等中心位置，对靶区包含腹主动脉旁淋巴引流区的根治17 例和术后7 例患者进行分组计划设计，研究射野等中心位置对剂量分布，尤其是对双侧肾脏等常规宫颈癌放疗不涉及的危及器官受照剂量的影响。

1 资料与方法

1.1 临床资料

随机选择于2018年至2021年在天津市中心妇产科医院进行宫颈癌腹主动脉旁延伸野照射的患者，其中根治患者17 例，术后患者7 例；年龄34～71 岁，平均年龄51.8 岁。依据国际妇产科联盟（International Ferderation of Gynecology and Obstetrics，FIGO）的分期，为Ⅱb 到Ⅲb 期，病理诊断为中低分化鳞癌。所有患者的靶区均含腹主动脉旁淋巴引流区。

1.2 方法

1.2.1 定位CT 图像采集与靶区和危及器官勾画

患者在定位之前口服泛影葡胺并使膀胱处于充盈状态。采取仰卧位，使用热塑膜进行体位固定。由荷兰Philips Brilliance CT Big Bore 大孔径CT 进行扫描，扫描范围为胸椎10（T10）椎体至外阴，获取CT 图像。而后将图像传至Varian 公司的计划系统ECLIPSE 13.6 进行靶区勾画和计划设计。由医师进行临床靶区（clinical target volume，CTV）、大体肿瘤区（gross tumor volume，GTV）、淋巴结靶区 （lymph node gross tumor volume，GTV_ln）和各危及器官的勾画。CTV 上界在腰椎1（L1）上1/3 缘至腰椎2（L2）下1/3 缘，下界为闭孔下缘。CTV、GTV 和GTV_ln 分别经由头足方向外扩0.7 cm、其余方向外扩0.5 cm，得到计划靶区（planning target volume，PTV）、计划肿瘤区（planning gross tumor volume，PGTV）和计划淋巴结靶区（lymph node planning tumor volume，PTV_ln）。所选病例的PTV在头足方向的尺寸为28.6～35.1 cm，平均尺寸为31.78 cm。危及器官包括膀胱、直肠、小肠、骨盆、股骨头、脊髓、双侧肾脏、肝脏、十二指肠等。

1.2.2 计划设计与分组

由物理师进行计划设计。对根治放疗的计划，PTV 处方剂量为48.6 Gy（27 f·1.8 Gy），且PGTV 同步加量至50 Gy，PTV_ln 同步加量至60 Gy；对术后放疗的计划，PTV 处方剂量为46.8 Gy（26 f·1.8 Gy）。配备的直线加速器为Varian iX，计划优化在ECLIPSE 13.6 上进行。所有计划均为一个等中心、两个全旋转的VMAT 计划。准直器角度统一设置为10°/350°，铅门宽度固定为15 cm。各组计划在优化中目标、权重保持一致。等中心位置方面，固定X 方向（左右）和Z方向（腹背）位置，改变Y 方向（头足）位置并分为3组计划，分别为：①射野等中心尽量靠头侧，使得足侧铅门恰好开为最大值 （即Y1 = - 20 cm），记为Y1M（Y1M 组）；②射野等中心尽量靠足侧，头侧铅门恰好开为最大值 （即Y2=20 cm），记为Y2M（Y2M组）；③铅门等中心尽量在头足方向靶区中心位置，此时|Y1|≈Y2<20 cm，记为MID （MID 组）。对于Y1M 和Y2M 两组，等中心位置距靶区边缘有一定距离，以保证靶区获得充分照射，即靶区内所有位置在两个旋转野照射中有至少360°的覆盖率，不会出现因射野等中心过于偏向靶区边缘而导致部分靶区落至射野外。Y1M 组和Y2M 组等中心位置间距在4～11 cm，平均间距8.17 cm，MID 组等中心近似在另外两组之间。

1.2.3 评价指标

靶区评价指标包括PTV、PGTV、PTV_ln 的95%体积接受的剂量D95%、PTV_ln 的60 Gy 等剂量线包绕的体积百分比V60Gy、均匀性指数（homogeneity index，HI）和适形度指数（conformity index，CI）。HI 的定义为HI=（D2%-D98%）/D50%，其中：D2%、D50%、D98%分别为PTV 体积2%、50%、98%接受的剂量。CI 的定义为CI= （VTref/VT）× （VTref/Vref），其中：VTref为95%参考等剂量线所包绕的PTV 内体积；VT为靶区体积；Vref为95%参考等剂量线所包绕的体表轮廓内体积。靶区HI 和靶区CI 的值均在0～1。HI 越小则靶区剂量均匀性更好；CI 越大则靶区剂量适形度越好。

危及器官受量的对比指标包括各危及器官的平均剂量Dmean和n Gy 等剂量线包绕的体积百分比VnGy。具体为：膀胱、直肠和小肠的Dmean和V30Gy、V40Gy；十二指肠的Dmean和V35Gy；双侧肾脏的Dmean、V6Gy、V15Gy；肝脏的Dmean和V5Gy。

1.3 统计学方法

使用IBM SPSS Statistics 21 软件进行数据分析。对3 组计划的数据对比采用随机区组方差分析，若方差分析中P>0.05，则3 组数据间任意两两对比的差异均无统计学意义；反之若方差分析中P<0.05 则至少有2 组数据间差异具有统计学意义，需要进一步进行两两互相对比；采用SNK-q 检验进行。SNK-q 检验依靠子集的情况来表示组间差异是否有统计学意义，若2 组数据不属于同一子集，则其间的差异有统计学意义，反之则差异无统计学意义。方差分析和SNK-q检验的检验水平均设为α=0.05。

2 结果

2.1 3 组计划靶区剂量学参数比较

在靶区覆盖率D95%_PTVY1M 组显著低于其他两组，差异有统计学意义（P<0.05）；D95%_PGTV由高到低分别为Y2M 组、MID 组、Y1M 组，且组间差异均有统计学意义（P < 0.05）；PTV_ln 的D95%、V60Gy3 组间差异无统计学意义（P>0.05）；Y2M 组HI 和CI 在统计学意义上显著优于其他两组，但具体数值上的差距过小，仅在第3 位有效数字上不同。见表1。

表1 3 组计划靶区剂量学参数的对比Tab.1 Comparison of dosimetric parameters of PTV in 3 groups

2.2 3 组危及器官剂量学参数比较

在危及器官方面，小肠的DmeanY2M 组显著低于另外两组，除此之外膀胱、直肠和小肠的其他参数3组差异无统计学意义（P>0.05）（表2）。腹主动脉旁延伸野附近的十二指肠、双侧肾脏和肝脏的多项参数3 组间有显著区别（表3）。Y2M 组在双侧肾的V6Gy和Dmean、肝的V5Gy和Dmean上均显著高于其他两组；在十二指肠的V35Gy上显著低于Y1M 组。从表2和表3可以看出，Y1M 和MID 两组相比绝大多数危及器官参数差异无统计学意义（P>0.05），仅有右侧肾脏的V15Gy这一项Y1M 组比MID 组高且差异有统计学意义（P<0.05）。

表2 3 组计划的盆腔内危及器官剂量学参数对比Tab.2 Comparison of pelvic ORA dosimetry parameters in 3 groups

表3 3 组计划的腹主动脉旁延伸野附近危及器官剂量学参数对比Tab.3 Comparison of ORA dosimetry parameters of para-aortic extended-field in 3 groups

2.3 3 组计划PTV 部分剂量学参数对比

前文的数据中，对于双侧肾脏和肝脏，Y1M 组和MID 组多项剂量学参数低于Y2M 组。为分析这一现象是否由于前两者的PTV 局部亏量导致，将PTV 以双侧肾脏最下缘水平为界，分为头侧的PTVup 和足侧的PTVdown 两部分，并分别统计其D95%。D95%_PTVup在3 组间差异无统计学意义（P>0.05）。D95%_PTVdown方面Y1M 组显著低于其他两组。见表4。

表4 3 组计划的PTV 部分剂量学参数对比Tab.4 Comparison of PTV dosimetry parameters of each part in 3 groups

3 讨论

笔者研究选择的病例均为包含腹主动脉旁淋巴引流区的宫颈癌患者。这类病例靶区的头足方向长度较大，且靶区头侧附近有双侧肾脏、十二指肠等危及器官，靶区足侧附近有需要同步加量的PGTV 及膀胱、直肠等危及器官，剂量分布目标更加复杂。许多课题组对等中心位置的选择对剂量分布的影响进行过研究。蒋社伟等[7]对食管癌计划的研究和Mandal A 等[8]包含对头颈、上腹、下腹、盆腔各部位的研究中，均得到了当等中心取几何中心时计划有较好的剂量分布的结论。另外，有研究表明[9，10]，在射野等中心附近，靶区和危及器官倾向于有更好的剂量分布。由于腹主动脉旁延伸野计划的危及器官多分布于头侧和足侧，笔者设计了3 种等中心位置，Y1M 组和Y2M 组等中心分别偏向于头侧、足侧；MID 组等中心则近似在中间位置。

从剂量参数对比来看，笔者认为射野等中心近似在靶区中间位置的MID 组的计划较好。Y2M 组主要劣势在于双侧肾脏、肝脏的多项剂量学参数显著高于另两组，在这些危及器官保护方面有所欠缺。而腹主动脉旁延伸野计划的一个优化难点就在于双侧肾脏的剂量限值较严格、较难满足。在靶区剂量方面，Y2M组D95%_PTV与MID 组差异无统计学意义。Y2M 组有最好的均匀性和适形度，但HI 和CI 在具体数值上与其他两组的相差较小，仅在第3 位有效数字有差别。总之，Y2M 组在保护肾脏方面有所欠缺，且在靶区剂量方面的优势不明显，这是笔者认为Y2M 组劣于MID组的原因。最后，Y2M 组在Dmean_小肠上优于其他两组，若计划对小肠平均剂量有较严格的要求，可考虑Y2M 组。Y1M 组主要劣势在于D95%_PTV显著低于其他两组，PTV 亏量最严重；且从剂量学参数对比中可看出，Y1M 组在保护危及器官方面对比MID 组亦无优势。因此笔者认为Y1M 组计划劣于MID 组。

在笔者研究中，Y1M 组和Y2M 组计划出现了远离射野等中心的位置局部剂量优化较差的现象。Y1M组D95%_PTVdown显著低于其他两组；Y2M 组D95%_PTVup与其他两组并无显著区别，但其肾脏、肝脏受照剂量更高。笔者认为，这与笔者研究中PTV 头足方向长度较大（平均达到31.78 cm）有关，Y1M 组PTV 的足侧边缘与Y2M 组PTV 的头侧边缘距等中心位置距离较大，导致Y1M 组与Y2M 组优化水平较差。而MID 组计划由于等中心接近靶区中间位置，头、足两侧距等中心距离均较小，因此能得到充分的优化。

笔者研究中各组计划的剂量学参数虽然差异有统计学意义，但在具体数值上差距较小，各危及器官的Dmean差别<1 Gy，剂量体积参数差别<3 Gy。黄凤兰[11]对鼻咽癌计划和邓佳等[12]对宫颈癌计划的研究中，均出现了沿Y 方向改变等中心点位置无显著影响或剂量变化较小的现象。笔者认为，由于宫颈癌含腹主动脉旁淋巴引流区的计划靶区范围广、优化难度大，因此虽然笔者研究中各组差距数值较小，但调节等中心位置在保护肾脏等剂量要求较严格的危及器官方面依然有一定的临床意义。

综上所述，在靶区含腹主动脉旁淋巴引流区的宫颈癌的VMAT 中，射野等中心位置的选择对剂量分布产生影响。一般而言，将等中心选为靶区头足方向中间位置可较好兼顾靶区和危及器官的剂量分布。若对小肠平均剂量有较高要求，可将射野等中心偏向靶区足侧设置。不推荐将等中心选在靶区头侧附近，此时靶区剂量覆盖率较低，且在肾脏、肝脏、十二指肠等危及器官的保护方面没有显著优势。